Neke kemijske reakcije oslobađaju energiju toplinom. Drugim riječima, oni prenose toplinu u svoju okolinu. Oni su poznati kao egzotermno reakcije: "Exo" se odnosi na vanjsku ili vanjsku, a "termička" znači toplina.
Neki primjeri egzotermnih reakcija uključuju izgaranje (sagorijevanje), reakcije oksidacije (hrđanje) i reakcije neutralizacije između kiselina i lužina. Mnogi svakodnevni predmeti poput grijača za ruke i samozagrijavajućih limenki za kavu i druge vruće napitke podvrgavaju se egzotermnim reakcijama.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Za izračun količine topline koja se oslobađa u kemijskoj reakciji upotrijebite jednadžbu Q = mc ΔT, gdje P je prenesena toplinska energija (u džulima), m je masa tekućine koja se zagrijava (u kilogramima), c specifični toplinski kapacitet tekućine (džul po kilogramu Celzijevih stupnjeva), i ΔT je promjena temperature tekućine (stupnjeva Celzijevih).
Razlika između topline i temperature
Važno je imati na umu da temperatura i toplina nisu isto. Temperatura
je mjera koliko je nešto vruće, a mjeri se u stupnjevima Celzijusa ili stupnjevima Fahrenheita toplina je mjera toplinske energije sadržane u objektu izmjerena u džulima.Kada se toplinska energija prenosi na objekt, povišenje temperature ovisi o:
- masa predmeta
- tvar od koje je predmet napravljen
- količina energije koja se odnosi na objekt
Što se više toplinske energije prenosi na objekt, to je veće njegovo povećanje temperature.
Specifični toplinski kapacitet
Specifični toplinski kapacitet (c) tvari je količina energije potrebna za promjenu temperature od 1 kg tvari za 1 jedinicu temperature. Različite tvari imaju različite specifične toplinske kapacitete, na primjer, voda ima specifični toplinski kapacitet od 4.181 džula / kg stupnjeva C, kisik ima specifični toplinski kapacitet od 918 džula / kg stupnjeva C, a olovo ima specifični toplinski kapacitet od 128 džula / kg stupnjeva C.
Kalkulator toplinske energije
Da biste izračunali energiju potrebnu za povišenje temperature poznate mase tvari, koristite formulu specifične topline:
Q = m × c × ΔT
P je energija prenesena u džulima, m je masa tvari u kg, c je specifični toplinski kapacitet u J / kg stupnjeva C, i ΔT je promjena temperature u stupnjevima C u formuli specifične topline.
Kalkulator koji oslobađa toplinu
Zamislite da je 100 g kiseline pomiješano sa 100 g lužine, što je rezultiralo porastom temperature s 24 stupnja C na 32 stupnja C.
Jednadžba reakcije neutralizacije između kiseline i lužine može se svesti na:
H+ + OH- -> H2O
Formula koju treba koristiti: Q = mc ∆T
Masa = m = 100 g + 100 g / 1000 g po kg = 0,2 g (jedna značajna brojka)
Specifični toplinski kapacitet vode = c = 4.186 J / kg stupnjeva C
Promjena temperature = ΔT = 24 stupnja C - 32 stupnja C = -8 stupnjeva C
P = (0,2 kg) (4,186 J / kg stupnjeva C) (-8 stupnjeva C)
Q = -6.688 J, što znači da se oslobađa 6.688 džula topline.